摩擦对机械臂运动的影响

本文以平面运动的三关节机械臂为例,建立它的力学模型和动力学方程。采用D. A. Haessig. Jr等提出的重新定位(Reset Integrator)摩擦模型,用数值方法研究典型激励下机械臂运动的响应,比较不同参数情况的计算结果,发现摩擦力对运动的影响大小不仅取决于摩擦系数的大小,而且与关节传动刚度、驱动速度和重力均有密切关系。     

时滞摩擦尖叫噪声模型的稳定性研究

应用Olgac直接法对单自由度时滞摩擦噪声模型的稳定性进行了分析,建立了无摩擦尖叫噪声的稳定区域.对模型的自然频率、阻尼和接触摩擦综合系数对摩擦尖叫噪声的影响进行了数值分析.结果显示,摩擦力时滞的数值对摩擦噪声的发生有重要的影响.随着摩擦力时滞数值的增大,模型无摩擦噪声的稳定区和有摩擦噪声的不稳定区交替出现.模型的自然频率越高,就越容易发生摩擦噪声.模型的阻尼越小,也越容易发生摩擦噪声.模型的接触摩擦综合系数越大,也越容易发生摩擦噪声.对模型进行了非线性仿真分析,仿真结果显示,法向振动引起的接触分离是摩擦振动受限的一个非线性因素.     

地震作用下刚体滑动位移的计算与比较——基于Coulomb摩擦模型

首先对滑动干摩擦模型的研究现状进行了系统的论述。推导了基于Coulomb摩擦模型时刚体在简谐地面运动时滑动位移的解析方程;讨论了滑动状态与粘结状态过渡时刻的求解精度对刚体与地面相对位移的影响;对基于摩擦力－位移模型和基于Coulomb摩擦模型下刚体在简谐地面运动作用下滑动位移的差异进行了对比。然后采用Newmark线性加速度法推导了基于Coulomb摩擦模型刚体在任一地震加速度作用下滑动位移的数值求解方法;对比了基于摩擦力－位移模型和基于Coulomb摩擦模型下刚体在任一地面运动作用下滑动位移的差异。     

含间隙运动副机构的动力学特性研究

为了研究间隙运动副对机构动力学特性的影响,综合考虑转动副轴向尺寸、材料非线性系数以及碰撞过程能量损耗等因素,建立了一种改进的非线性接触碰撞力模型,同时提出了一种用于描述间隙处摩擦作用的修正的库伦摩擦模型。以曲柄滑块机构为研究对象,将上述接触碰撞力模型和摩擦力模型嵌入到系统动力学模型中,进行了动力学仿真分析,研究了不同间隙、驱动载荷及摩擦系数对机构动力学特性的影响,并将仿真结果与试验测试数据进行了对比分析。结果表明：基于文中改进的非线性接触碰撞力模型、修正的库伦摩擦力模型仿真计算结果,与实验结果吻合较好,能够准确、有效地描述含间隙运动副机构的动态特性。     

转筒转片式结构—正置及偏置的叶片侧向摩擦力分析

本文对一种微型坟用鼓风机拟定结构的两种叶片安装形式进行了运动，动力，摩擦方面的理论分析与计算，给出了两个特殊位置时叶片的侧向及端部摩擦力，并讨论了把叶片偏置后对侧向摩擦力的影响。分析与计算表明，以一次完整的循环运行而言，传统的叶片偏置形式并不能有效地降低叶片的侧向摩擦，而仅在某部分区域内有效。     

膨胀管塑性膨胀过程摩擦问题研究

关于膨胀管膨胀过程中的摩擦问题,目前还没有文献考虑各因素对摩擦因素的影响,而摩擦因素对膨胀管的膨胀过程有直接的影响.根据膨胀管膨胀过程塑性成形特点,分析了膨胀管膨胀过程摩擦力的构成,讨论了管材材料、膨胀速度、膨胀锥表面状态、膨胀率等因素对摩擦因素的影响.在此基础上建立了膨胀过程摩擦力学模型,并用有限元建立了一个N80实体膨胀管模型验证膨胀管膨胀过程中摩擦因素对套管膨胀过程的影响,给出了摩擦因数分别为0.1,0.15,0.2,0.25,0.3时的等效应力云图.通过对等效应力云图分析发现,摩擦因数大于0.25时膨胀管内出现了明显的犁沟,而摩擦因数小于0.25时膨胀管内不会出现犁沟.有限元计算结果与膨胀管实际膨胀过程特点相吻合,在摩擦因素较大时很容易出现犁沟而使摩擦力增加.因此,在设计膨胀工艺时,应综合考虑各种情况,降低摩擦因素,以满足实际的工程需求.     

旋风荷电器中塑料颗粒摩擦荷电机理

在废旧塑料摩擦电选过程中,荷电器的荷电效率对分选效果至关重要。对旋风荷电器中塑料颗粒摩擦荷电机理进行研究。在该机理下,理论分析推导得出,塑料颗粒荷电量Q与摩擦力做功功率Wt之间满足Q∝K·Wt·T,K是功电转换系数,T表示荷电时间;塑料颗粒碰撞模型表明摩擦力做功功率Wt与摩擦系数μ,碰撞角β,碰撞截面半径R2,碰撞频率nt的3次方相关;由此得出,对同种塑料颗粒而言Q∝n3t·T。选取ABS、PS两种塑料颗粒,采用高速摄影和荷电实验的方式验证了Q∝n3t·T的正确性。理论推导和实验结果吻合,说明所提出的摩擦荷电机理可以用来描述旋风荷电器中塑料颗粒的摩擦带电现象。该机理表明要提高旋风荷电器的荷电效率,可以选用摩擦系数较大的器壁材料;或者通过适当减小荷电器尺寸,增大风速来提高碰撞频率。     

一种正压力随时间变化的微滑移干摩擦模型

在Csaba摩擦模型的基础上发展了一种能够考虑接触面摩擦运动过程中正压力随时间变化的微滑移干摩擦模型。模型将局部微滑移运动与整体宏滑移运动进行了结合,采用在每个时间迭代上逐步分析判断摩擦微元运动状态的方法来描述摩擦运动过程中的黏滞、局部微动滑移、整体宏滑移以及分离状态,能够克服Csaba摩擦模型只能描述局部微滑移摩擦力、并且正压力分布不变的不足。对单谐波和多谐波外力作用下无分离状态及存在分离状态的干摩擦力进行了模拟。计算了凸肩阻尼结构模拟叶片在复杂激励下的非线性振动响应,研究了系统参数对干摩擦阻尼减振效果的影响,为工程中研究具有干摩擦阻尼结构叶片的接触面摩擦力提供了理论依据。     

物体非临界摩擦力本构关系

本文利用切向力与微滑移成线性关系的力学模型,研究物体非临界摩擦力的本构关系,得出方程Ｆ＝ｋｆｏｘＮ,利用这一方程可以解决有摩擦的超静定问题。     

基于差分进化算法的摩擦力建模与前馈补偿

摩擦力是电机运行时受到的外部扰动,会降低直线电机的跟踪精度.根据摩擦模型设计前馈补偿器是降低摩擦影响的重要方法.首先分析摩擦特性,选用合适的摩擦模型.其次设计电机速度前馈控制器和加速度前馈控制器,提高电机的跟踪性能.根据测得的电机在不同速度下的摩擦力值,运用差分进化算法辨识直线电机的摩擦模型参数,以此设计前馈控制器,实现永磁同步直线电机的摩擦抑制.仿真结果表明,摩擦模型能准确描述被测直线电机的摩擦特性,基于摩擦模型辨识结果设计出的摩擦前馈控制器可以有效地消除摩擦力引起的速度粘滑现象并且减小电机的位置跟踪误差.     

基于指数摩擦力模型滑移隔震结构的动力特性

基于指数摩擦力模型,本文利用预估校正的数值积分方法计算滑移隔震结构的动力响应,分析了地面谐运动下结构的加速度传递率及基底滑移率随频率比的变化规律,并发现滑移隔振结构的振动有振幅跳跃、基底爬行等非线性动力特征。     

NUMERICAL SIMULATION OF GRANULAR COUETTE FLOWS BETWEEN TWO ROUGH PARALLEL PLATES

This paper presents a numerical method for calculating the granular Couette flows between two parallel plates. A kinetic model which includes the frictional energy loss effects is employed, and the equations of motion are solved using a numerical iterative method. The boundary conditions are satisfied by ensuring the balance of momentum and energy at such boundaries. The mean velocity, the fluctuation kinetic energy and the solid volume fraction profiles are evaluated under a variety of conditions. The mean velocity profiles are compared with the molecular dynamic simulation results, and good agreement is observed. The study shows that the slip velocity may vary considerably depending on the surface roughness, coefficient of restitution and friction coefficient.     

航空发动机自带冠叶片减振特性研究

摘 要：将自带冠叶片模化为质量弹簧模型。自带冠叶片减振主要是由于冠间碰撞和摩擦的组合运动来实现的,因此本文将冠间的接触简化为带对称间隙的弹簧阻尼模型,摩擦模型采用Sgn模型,从而建立该系统的动力学方程,进而采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程。本文主要探讨了冠间间隙、刚度比、接触角度、摩擦系数等多种参数对减振效果的影响。结果表明：叶片的振动能量与冠间间隙、刚度比、接触角度、摩擦系数等参数有关,参数选取要考虑工作转速的范围。冠间的碰摩组合运动为硬式分段线性的非线性振动,因此本文同时采用Poincaré映射图和频谱图等方法对系统的非线性特性进行了一定的研究。
     

颗粒间摩擦对颗粒流润滑影响的力学机制

颗粒流润滑是一种可用于苛刻工况环境的新型润滑方式,颗粒间摩擦对颗粒流润滑影响的规律和特性是阐明颗粒流润滑理论的关键科学问题,也可以为极端工况环境下颗粒流润滑轴承的设计和参数选择提供技术支持。为了分析颗粒间摩擦对颗粒流润滑系统宏、微观特性以及下摩擦副与颗粒润滑介质间摩擦的影响规律,构建了颗粒流润滑离散元数值模型,并对该问题进行了分析和研究。研究结果表明:颗粒间摩擦对颗粒流润滑系统的减摩润滑特性具有显著影响,下摩擦副和颗粒润滑介质之间的平均摩擦系数会随着颗粒间摩擦的增大而增大;颗粒流润滑系统内的微观配位数和滑动率均随着颗粒间摩擦系数的减小而增大;颗粒润滑介质在摩擦副间隙的宏观流动行为具有明显的分层特性,且宏观流动速度随着颗粒间摩擦的增大而减小,进一步的分析结果表明:颗粒润滑介质的波动速度是直接反映其宏观流动速度快慢的关键性参数。     

动静件有干摩擦的转子系统动态特性分析

本文用动力学基本理论建立了转子和定子之间有干摩擦的转子系统动态特性分析的数学模型。对该模型的动态特性分析表明：这类问题的失稳运动在不同条件下可以是正进动,也可以是反进动;转子转速在临界转速以下时也会发生反进动失稳运动;摩擦力在系统未失稳时起推迟发生正进动失稳的作用,但是也有扩大反进动失稳转速范围的作用。     

基于LuGre摩擦模型的叶片碰撞摩擦特性研究

建立了基于LuGre摩擦模型的叶片冠间碰撞摩擦模型,研究了叶片冠间接触碰撞和摩擦的动力学特性和减振机理。并研究了冠间间隙、动静摩擦系数对成组自带冠叶片碰撞摩擦减振效果的影响。通过分析摩擦过程中鬃毛的变形,对LuGre模型进行有条件的简化,研究了带冠叶片接触碰撞运动和摩擦运动的分岔特性。研究结果表明,LuGre摩擦模型可以更加完善的描述预滑动阶段叶片冠间的摩擦特性。     

三层共挤聚烯烃热收缩薄膜的时延效应

考察了储存时间对聚烯烃热收缩薄膜（POSF）综合性能的影响，研究发现，随储存时间增加，（1）POSF的热收缩速率（vSR)递减，但热收缩率（SR）基本不变；（2）摩擦系数（COF）历经迅速降低后缓慢增加，直至稳定。文中首次定义了热收缩速率。     

自复位防屈曲支撑结构动力位移反应的关键参数

自复位防屈曲支撑特殊的恢复力模型使得安装有这种支撑的结构在地震作用下的反应与传统结构大不相同,因此开展此种结构抗震性能的研究十分必要。该文首先根据较高的性能目标提出一种简单且足够精确的自复位防屈曲支撑结构的恢复力模型;然后结合单自由度自复位防屈曲支撑体系的运动方程确定影响该种结构地震位移反应(即最大非线性位移及位移比谱)的所有独立参数;并证明了无刚度和无强度退化结构的非线性位移比与地震动的幅值无关。最后通过两个例子证明了该文的结论。     

考虑端面摩擦效应的煤样统计损伤尺度本构模型

煤与其它岩石类材料一样,在力学特性等方面具有尺度效应,基于Weibull理论和脆性材料强度的随机分布假设,采用损伤力学的方法建立了考虑端面摩擦效应的煤样单轴压缩尺度本构模型,并结合试验对模型进行了分析和验证。结果表明,煤样抗压强度随高宽比的增加明显减小,端面摩擦效应是导致Weibull理论与试验结果产生较大差异的主要原因,修正之后的本构关系与试验结果具有较好的相符性,其不仅能很好地反映煤样单轴压缩强度随尺寸的变化规律,而且能更好的描述单轴压缩的整个加载过程。